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基于主機的3D網絡應用的研究和實現
論文關鍵詞：虛擬現實 語音識別 主機 網絡應用
論文摘要：目前虛擬現實技術、語音識別技術正迅猛發展，網絡應用開發架構向3D化，語音化發展已成為大勢所趨。同時，快速發展的主機技術為大型的網絡應用程序提供了穩定的后臺支持。將虛擬現實、語音識別、現有網絡應用開發架構、主機四項技術結合，創建一個全新的網絡應用，在當前的網絡應用開發領域具有重大意義。在這四大技術的基礎上，考慮其各 自特點，給 出了一套基于主機的3D網絡應用平臺的設計方案。
0 引 言
目前絕大多數網絡應用均采用二維網頁的方式同用戶交互。這種“填表單”式的交互方法，勢必對一些初涉的用戶產生障礙。
而目前正在蓬勃發展的虛擬現實技術和全 3D的操作則正在打破初級用戶同計算機之間的隔閡。同時，隨著語音識別技術已經13趨成熟，識別的準確率不斷提高。將虛擬現實技術同語音識別技術相結合 ，來構建新型的網絡應用平臺的前臺界面，無疑將對現階段的網絡應用產生深刻的影響。
鑒于目前多數、、行業的系統仍然采用主機平臺作為后臺服務器平臺。這是因為，一方面，這些行業一般需要海量的數據，如果用分布式平臺進行數據存儲需要多臺服務器協同工作，這樣在跨平臺系統維護和數據統一等方面的開銷迅速增長。另一方面，這些行業對系統的穩定性 、安全性和性能有較高要求，這些因素共 同決定了主機平臺將會是他們的最佳選擇。因此，基于主機平臺的應用仍然提供了很大的和廣闊的發展前景。
為此，本文對以J2EE為網絡應用開發架構 、基于主機平臺構建語音交互式的三維網絡應用平臺進行了研究。在比較 目前已有系統的基礎上，重點對平臺實現、技術可行性方面進行了論述。
目前較為成熟的網絡應用開發技術有 J2EE，CORBA和NET(DCOM)。其中，Sun公司在其 Java技術的基礎上推出了應用于 B／S架構的 J2EE開發和應用平 臺，Microsoft也在其DCOM技術的基礎上推出了主要面向 B／S應用的．NET開發和應用平臺。CORBA (Common Object Request Broker Architecture)是在 1992年由 OMG(Open Management Group)組織提出的。．NET中涵蓋的 DCOM技術和 CORBA一樣，在網絡傳輸層均采用 TCP／IP協議，也有 自己的 IDL規范。所不同的是，在TCP／IP之上，CORBA采用 GIOP／IIOP協議，所有 CORBA服務器以IIOP，形成了 ORB軟件通道；而 Sun的 J2EE采用RMI／IIOP傳輸協議，體現了 J2EE的開放性。相較于．NET和CORBA，J2EE在軟件開發、周期、跨平臺性及軟件的維護方面占有巨大優勢。
對于分布式網絡應用平臺，特別是 business server，多采用ORACLE、DB2開放平 臺等大型數據庫作為其后臺存儲層。但由于 PC本身能力的限制，把 business server放在開放平臺上維護開銷越來越大，并且安全性也得不到保證。而基于主機的網絡應用在降低開銷，提高安全性、穩定性方面的優勢顯而易見。同時，全 3D網絡操作平臺也是下一代網絡應用的發展方向，基于主機的3D網絡應用有著廣闊的發展前景。
為此，我們以IBM的產品為主要工具，構建了如圖1所示的基于主機的3D網絡應用系統。
在上述系統中，三維網絡應用平臺起著很重要的作用。從三維空間獲得的用戶請求信息，將通過 httpRequest向IBM Websphere服務器發出請求，服務器Servlet處理HttpRequest請求，并從 HttpServletRequest中獲取用戶請求數據。服務器捕獲請求數據后，將其放入消息中間件 IBMMQ消息管道，在主機上觸發一個CICS事務，CICS事務調用與其綁定的COBOL程序，實現業務處理。主機上的 business server處理完成后，反饋消息由MQAPI放入消息隊列里，Servlet從}肖息隊列中取得處理后的消息，通過 HttpResponse反饋給用戶。
目前大多數的主機用戶，都不同程度擁有大量已經安全穩定運行數十年的 COBOL程序。另外，出于安全 、穩定性的考慮，完全采用一個全新技術開發的系統會有很高的風險。因此，重用這些代碼將會極大保證系統的持續性、穩定性，并可以改進性能，提供新服務。
在本系統中，由 CICS來實現最終的業務，這樣可以在很大程度上發揮 CICS和主機的優越性。服務層的 Servlet不處理具體的業務邏輯，本層僅僅獲得 http請求中的數據，并將數據放入消息隊列，進而傳送到主機上供 CICS使用。系統這樣設計可以在很大程度上重用已有的 COBOL代碼，并在系統拓展方面有很大優越性。
在應用系統界面上，我們也采用具有語音交互和三維場景特點的使用方式。
2 語音交互式三維場景的系統操作界面
(1)語音模塊設計其中我們采用了微軟公司推出的語音包。根據微軟提供的語音 API，設計語音識別邏輯，識別用戶的語音輸入，并參照語料庫來給出相應的整形返回信息。
(2)3D場景設計 3D場景設計方面，我們根據需要，設計了指定位置的攝像機視口，并將采用 3DSMAX制作的完整 3D場景以wrl格式輸出，嵌入到網頁中。
(3)各個模塊協同工作的實現為實現各個模塊的協同工作，我們首先將該語音識別邏輯制作成 DLL動態鏈接庫，嵌入到 Java中，并留出同網頁層Javaseript交互用的接口。再嵌入到HTML網頁中。與此同時，將 wrl格式的文件也嵌入到 HTML網頁中。這樣，語音模塊、3D場景模塊就集成到了網頁中。其次，設計 Javascript中的接 口。3D場景的控制接El和后 臺控制接口，前者主要負責觸發 3D場景的動畫設置，后者主要負責觸發后臺服務器端的操作。這樣，Javaseript就作為幾大模塊的“連接橋”，連接起了各大模塊，保證了數據的傳輸。
用戶通過輸入語音，將所得到的反饋信息直接作用于 3D場景中并顯示出來，并能夠連接后臺數據庫完成實際的業務操作。同時后臺反饋回來的信息也可以通過 Javaseript接 口直接作用于 3D場景，顯示出后臺業務操作的結果。
3 系統業務邏輯層的實現
客戶端三維語音操作平臺經過 Http請求最終將數據傳給應用服務器內的Servlet。它定義了一個框架，擴展了應用服務器的能力，同時定義了一套標準的API接口作用于應用服務器，這使得其具有 良好的可移植性。Servlet采用請求響應的模式來接受用戶的請求，提供 web服務。當客戶端發送一個請求到服務器，服務器將該請求交付給一個 Servlet線強來處理，處理完畢后將處理結果再返 回給客戶。在整個 web業務當中，Servlet發揮了一個關鍵性的作用。
Servlet通過 IBM MQ提供的應用程序接 12I來實現同消息中間件 MQ的交互。Servlet在接受到來 自客戶端的消息后，將消息放人 IBM MQ的消息隊列里，數據可以通過消息隊列傳送到主機上。當?肖息隊列中出現 CICS處理后的結果后，會觸發相應的Servlet從消息隊列中取得 CICS處理結果的數據。
CICS是IBM公司的事務中間件，支持Online的操作，其駐留在主機內存中。當有事務需要處理時，CICS啟動一個 Task，同時觸發一個 COBOL程序的執行，當用戶沒有操作的時候 ，Task退出內存，并不占有資源。CICS作為 IBM主機產品中的一棵常青樹，在進行主機開發時，有極其重要的地位。CICS是Online的，在用戶沒有進行操作的時候 ，CICS不駐留內存。同時，主機因為其強大的10能力在此可作為強勁的業務服務器。
MQ管道是溝通主機和開放平臺的媒介，Servlet通過 MQ管道同 CICS進行交互。在主機上 ，CICS也 是通過 MQ提供的AP1，同 MQ進行數據交互。當要反饋 CICS的處理結果給終端用戶時，可以將其放入消息隊列。Servlet發送來的數據也在消息隊列中，CICS從消息隊列中獲得數據。
CICS在獲得數據之后，可以通過 COBOL進行業務邏輯的實現。CICS通過嵌入式 SQL語句 ，進行數據庫操作。在主機上，數據庫是主機 DB2。主機 DB2是 IBM公司的關系數據庫產品，在安全性可靠性方面有很多優點。
4 結束語
在目前網絡應用越來越普遍的情況下，傳統的網頁式操作平臺雖然可以在一定程度上完成其應有的功能，但是一種三維的可語音交互的平臺無疑更具親和力。本文著重論述了如何實現這樣一個在交互性方面有巨大優勢的平臺。結合了目前流行的 J2EE架構，考慮了傳統的主機應用平臺，是一種完全新穎的網絡應用開發技術。系統在三維的下載時間，用戶等待時間和系統性能等方面尚待改進，但這樣一種新穎的平臺在可交互性方面的優勢顯而易見，對于將來的網絡應用平臺開發技術的進一步發展，無疑有重要的參考價值。
參考文獻
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